Walidacja metod miareczkowych

31 maj 2021

Artykuł

Wytwarzanie produktów o najwyższej jakości jest warunkiem koniecznym, zwłaszcza w takich przemysłach jak farmaceutyczny, czy spożywczy. To wymaga dokładnych, powtarzalnych oraz prostych metod, które są w stanie maksymalnie ograniczyć potencjalne błędy ludzkie. Miareczkowanie automatyczne jest jednym z rozwiązań, które oferuje oszczędność w zakresie czasu oraz kosztów eksploatacji w laboratoriach.

Po wprowadzeniu automatyzacji metod miareczkowych, pojawia się pytanie jak możesz zagwarantować, że dana metoda jest w stanie dostarczać rzetelnych wyników? Skąd wiesz, że akurat ta metoda jest odpowiednia do analizy danego parametru czy analitu? To sprawia, że dana metoda wymaga zwalidowania, które obejmuje m.in. mianowanie (standaryzację) odczynnika miareczkującego (titranta), ale również wyznaczenie dokładności, precyzji, liniowości oraz specyficzności metody.

USP General Chapter <1225> Validation of Compendial Procedures and ICH Guidance Q2(R1) Validation of Analytical Procedures: są tam opisane wszystkie wymagania w zakresie walidacji metod, których najistotniejsze elementy są również omówione w tym artykule.

Najważniejsze parametry to (kliknij, aby przejśćdo danej sekcji):

Standaryzacja

Rozcieńczanie, błędy ważenia, a także stałe starzenie się wszystkich titrantów wpływa na zmianę ich stężenia. W celu uzyskiwania rzetelnych wyników konieczne jest zadbanie, aby titrant używany do miareczkowania miał dokładnie znane stężenie. Dlatego też standaryzacja (wyznaczanie miana) jest integralną częścią walidacji metod miareczkowych. Procedury traktujące o wyznaczaniu miana różnych titrantów używanych do miareczkowania są opisane w sekcji pt. „Volumetric Solution” w monografii USP, ale również w biuletynie aplikacyjnym Metrohm AB-206.

AB-206 – Titer determination in potentiometry

TTitrant używany podczas walidacji musi być w pierwszej kolejności poddany mianowaniu z wykorzystaniem stałego wzorca lub innego roztworu mianowanego. Ważne jest, aby etap mianowania oraz analiza próbki odbywały się w tej samej temperaturze.

Wzorce używane do mianowania powinny mieć następujące właściwości:

wysoką czystość oraz stabilność
niską higroskopijność (minimalizacja wahań masy)
wysoką masę cząsteczkową (minimalizacja błędów ważenia)

W celu oceny dokładności poleca się zastosowanie pierwszorzędowego wzorca.

W celu uzyskania większej ilości informacji na temat wyznaczania miana, sprawdź inne posty na naszym blogu pt. «What to consider when standardizing titrant» (for potentiometric titration) and «Titer determination in Karl Fischer titration».

Co należy wziąć pod uwagę podczas standaryzacji

Oznaczanie miana w miareczkowaniu Karla Fischera

Dokładność i precyzja

Dokładność jest definiowana jako zbieżność wyniku z prawdziwą wartością. W związku z tym dostarcza informacji o błędzie systematycznym. Dokładność należy wyznaczyć w całym zakresie stężeń.

Precyzja jest zazwyczaj wyrażana jako odchylenie standardowe (SD) lub względne odchylenie standardowe (RSD). Określa stopień zgodności pojedynczych wyników w ramach analizy homogenicznej próbki. Ważne jest to, że precyzja bierze pod uwagę nie tylko etap analizy, ale również wszystkie etapy związane z przygotowaniem próbki, które powinny być wykonywane niezależnie dla każdej analizy.

W przypadku miareczkowania, dokładność oraz powtarzalność są zazwyczaj wyznaczane razem. Zaleca się co najmniej 2-3 oznaczenia, które powinny być wykonane na trzech różnych poziomach stężeń (łącznie od 6 do 9 oznaczeń). W przypadku analizy zawartości poleca się używanie naważki w zakresie od 80% do 120% w odniesieniu do zakładanej naważki próbki, która będzie używana w trakcie właściwej analizy.

Specyficzność

Zanieczyszczenia, substancje pomocnicze, produkty degradacji to tylko niektóre z wielu związków, które mogą być obecne w matrycy próbki. Specyficzność to zdolność do oznaczenia analitu bez potencjalnych interferencji ze strony innych składników próbki. Dlatego też konieczne jest wykazanie, że inne związki obecne w próbce nie mają wpływu na przebieg procedury analitycznej. Ma to miejsce w przypadku, kiedy punkt równoważnikowy nie jest przesunięty pomimo dodatku zanieczyszczenia lub wypełniacza. Jeśli jednak takie przesunięcie punktu równoważnikowego występuje, to metodę uznaję się za specyficzną, kiedy składniki przeszkadzające mogą zostać jednoznacznie oznaczone przy użyciu określonego systemu detekcji, np. elektrody szklanej. .

Specyficzność może zostać osiągnięta przez używanie odpowiednich rozpuszczalników (np. miareczkowanie w układzie bezwodnym zamiast w układzie wodnym w przypadku miareczkowań alkacymetrycznych) lub miareczkowanie przy konkretnej wartości pH (np. kompleksometryczne miareczkowanie wapnia przy pH=12,w którym magnez strąca się jako wodorotlenek magnezu).

Jak to może być zastosowane w praktyce? Miareczkowanie KHCO₃ przy użyciu HCl może posłużyć jako przykład. W tym przypadku K₂CO₃ jest traktowane jako zanieczyszczenie,
z wartościami pK_b na poziomie 8,3 oraz 3,89. Umożliwia to rozdzielenie dwóch składników podczas miareczkowania alkacymetrycznego.

Aby poznać szczegóły przeczytaj białą księgę:

Biała księga: Zalecenia dotyczące walidacji metod miareczkowowych

Dowiedz się więcej na temat odpowiedniego wyznaczania punktów końcowych miareczkowania w naszym poprzednim poście na blogu.

Rozpoznania punktu końcowego (EP)

Wnioski

Jeśli zastosujesz się do powyższych zaleceń, bez problemów zdołasz przeprowadzić walidację metody miareczkowej – to dobry czas, aby zacząć!

Używając automatycznego miareczkowania potencjometrycznego jesteś w stanie zwiększyć dokładność oraz powtarzalność uzyskiwanych wyników. Dodatkowo używanie automatycznego titratora pozwala na spełnienie wymagań w zakresie zgodności i integralności danych.

Notka Aplikacyjna: Assay of potassium carbonate and potassium bicarbonate – Reliable, and selective determination of both species

Od samego początku, produkty Metrohm zapewniają spokój i pewność w zakresie bezpieczeństwa uzyskiwanych wyników.

Jeśli chcesz się dowiedzieć więcej na temat procedur zwiększających bezpieczeństwo danych IQ/OQ zachęcamy do zapoznania się z innymi postami poświęconymi tej jakże ważnej tematyce.

Dodatkowe bezpieczeństwo jest również zapewniane przez poddawanie biuret testom dozowania. Polega on na sprawdzeniu dokładności oraz precyzji dozowania biurety, co jest połączone z weryfikacją otrzymanych wyników i porównaniu ich z założonymi zakresami Zatem oczywistym jest konieczność regularnego poddawania kwalifikacji używanego systemu wraz z dokumentacją, która potwierdza prawidłowe działanie każdego pojedynczego komponentu.

Wprowadzenie do Kwalifikacji Aparatu Analitycznego – Część 1

Wprowadzenie do Kwalifikacji Aparatu Analitycznego – Część 2

Ulotka: Konserwacja Biuret Metrohm